TW513838B - Integrated circuit having various operational modes and a method therefor - Google Patents

Description

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可裝置如通訊裝置m 係由=供給。因此可攜式；及類似裝置 損量有關。長短而疋’-般均與裝置運2池可供給 習知改盖Φ、 作日寸之電流耗 。電池生命期之技 儲存容夏。伯4丄 7 勺者重於择+ ; 仁此類技術若非所費不昔 e 3加電池尺寸或 加而m成裝置捭慨 、貝’即因電、、也尺4 一 量耗損的改盖 不便。因此對生命期及可ίΐί寸之增 圖示ϋ 鮮决方案之必要。 構 詳附圖’可深入了解，其中： 圖1所示為依本發明具體實施例之積體電路方塊囷· 圖2所示為依本發明具體實施例之積體電路，在I ’、 模式下之電壓位準闡釋圖； ，各式操 圖3所示為依本發明具體實施例之一些控制邏輯簡圖· 特此指陳與本發明有關之主題，規格 明確的專利申請範圍。本發明所涵括運作部份為清楚 ，以及目的、特性，和其優點，法與組織架 ，其中： 研…i細述時，參 圖1 y\ 以及 圖4所示為依本發明之另〆具體實施例的一些附加控制 邏輯簡圖。 ^ 例 利 複 即知為簡化與便於闡釋之故，圖示單元無須按實際比 繪製。例如，某些單元尺寸相對於其它單元誇大化，俾 於辨識。此，，經考量妥適之處，圖中之參考碼可能重

513838 五、發明說明（2) 使用’俾表相對應或類似單元 j田部描述 在下列細部描述中，提出諸多特殊 ::之=了解。但應知曉對熟悉：，：，對本發 件及電路均未贅述，俾不使本；二【知方法、裎序、組 ::部份細述係採電腦記憶體中，資料 唬運异之符號表示或演算法型式。這此或一進位信 為熟悉此資料處理技藝者， ^ 敘述及表示法 技藝者，所採行之技術。傳達八工作真義至其他熟悉此 此處的演算法咸認為首 致所期之結果。里包旦=動作或運算序列，可導 這些量常以電或磁信號型式^在只際知控。•非必要，但 比較及其它運作。偶爾為^ ，可儲存、轉換、合併、 信號係指位元、 „ =、 ’主因為其係慣用，這些 似物。但應：戶4的項字元、，目。數量或類 關除f僅對這些量作簡單的標示。、目均與相稱的物理量有 用：=，二列敘述即顯而易見，了解縱橫 定"或類似項目，#产電° ;: A或"計算"或"推測π或1，論 中資料之物理量，如ΐ 2 Γ 統之暫存器與/或記憶體 統之記憶體、暫存哭Π ί:控!J或轉換至其它計算機系 置中類似資生斗之物;。、匕士類貪訊館存、傳輸或顯示裝 513838

翻至圖l，所 例1〇〇含可攜式穿if本！明之具體實施例100。具體實施 攜式電腦或類似庐詈。妒而q 土 士义 丁動電話）、可 這些應用。 个义a之靶嚀並不侷限於 具體 數位信 之範轉 電路10 加之供 漏電流 要降低 實施例 壓範圍 流0 ^100包括積.體電路10，其可為如微處理器、 器、微控制器或類似裝置。然而須 :不侷限於這些示例。在積體電路1〇 ^ 内之邏輯電路及其它數位電子 = 電源及接地電位），不口在正當二電（如施 ；小/、在正吊運作時耗電，亦因 電。因此為減低積體電路10之能量耗損，不口 刼：電流耗損，且須減少漏電流。依本發明之呈體 ::、可藉由降低積體電路10中未使用部份之操作 以達成’或至少達成部份。此舉亦可同步降低漏

^伤#體電路10之操作電壓g圍可能會以雜亂無 :式降低。降低部份積體電路之操作電壓範圍，可能 =份其它仍在正常操作電塵範圍之積體電路造成 Y :，在可攜式裝置中，如積體電路10提供控制或資1 ，其它積體電路，期能維持積體電路10之邏輯電路及;； 數位電子組/牛所提供之信號，在正常操作電壓範圍。 如圖1所示，在此特殊具體實施例中，積體電路至少 ，折線2 0 0分做兩部份，在此為12、12。在積體電路1〇; …、須以任何實際述線表示此破折線2〇〇。自此做較細部之 闡釋，破折冬20 0係用以界定積體電路1〇中各操作電壓區

五、發明說明（4) 間’其依本發明之具體 如所示，操作電壓區、、:J具不同的操作電壓範圍。 例如相鎖迴路（Pu ); B /括邏輯電路或其它電路，諸 (ALU) 22 態機23。此外，記憶处體^中央&處理單'(CPU ) 24與狀 體，可儲存積體電^ η φ二靜悲、動態或非揮發性記憶 开成籍〜I 〇中的資料及指引。例如，Μ州 可為靜怨隨機存取記愔駚（ J ^ 圮憶體21 (DRAM )或快閃$卜^ — M )、動態隨機存取記憶體 熟悉此技藝者稱之為"核心邏：：二之=路，其為 本發明之範嘴不以積體電路之；型應知 内之線路為限。 μ之圯^體型態或電壓區間 在此特殊具體實施例中， 的主要線路。此夹禮i Β電反區間11涵括積體電路1 〇内 ^ a ^ 此舉僅為展示積體電路10如何萨由卩备供士曰 j =操作電壓範圍，來評價本發明的以由；= k私 具體貫施例無須涵括圖1中所示之所有或任一 線路，此外，可僅含其一或一些。 名飞任 體嘴不以此觀點為限，電屢區間12可為積 ?墊輸出線路。如圖1所示，電壓區間12包括次' ，用以接收或供給積體電路10之電源及操作_ _ 上如位址、資料、控制、輸入/輸出U/0)等.··) :； 線踗 ，、月1 £ £間12亦可含刼作模式控制邏輯 :^ /、至^、可決定部份積體電路10之操作模式。例 ，操作模式控制邏輯35可決定積體電路1〇 眠或沉寂模式：在電壓區間旧，這些模式的壓； 五、發明說明（5) 邏輯線路之功能操作互異。 Ρΐί沉Λ模式可用以抑制電壓區間11中的核心邏輯線路及 — 作。一經抑制，即可降低操作電壓而省電。但沉 :變：閒遲i而電壓區間11内之邏輯線路值維持 持續運作，故回復時間較快。 ]円之PLL仍 辑：Ϊ :p,t式狀態下，不僅只抑制電壓區間11中的核心邏 ;=PLL下 且將遺失所有邏輯線路狀態。此舉 目辨ί電表為各式操作模式簡摘，可併本發明之 =貫施例選擇採用。亦應知本發明之範脅不以這些模式 表1 模式 PLL 值保留 閒置 開啟 是 沉寂 關閉 ja^ 睡眠 關閉 否 ^±Icc邏輯 Vec

< V dd 圖1中所示特殊具體實施例中， 體電路10之操作電壓範圍的/'或降低至少部份積 啟始。例如，CPU 24可執體之指示 之指令，令積體電路10進入各供或儲存於記憶體2 式之-）。雖不欲以此限制本；；，（如表1所示模 一― ^月之軛嚀，指令之執行ά 513838

二此=施例，，一經模式“指 唬指不積體電路1 〇進 彳工利1口 隨區間11中操作電壓之切換止。 如進入-閒置、進入=;。這丄信號標示於圖1，各 器30内之位元設定為 1 ，儿叔。此舉可由如暫存 為限。其可藉由諸ί;式Π本發明並不以此觀點之㈣ 信號可由外邻摇徂方式中的任一種來完成，例如，控制 生 卜#供，或由電壓區間11或12中的狀態機產 區邏輯35可產生控制㈣，切換與電壓 ^ 未乍電壓乾圍有關之電壓區間11的操作電壓範 r。要，操作模式控制邏輯35=電路 。父，式，生適t的信號（分別標示如閒置、睡眠 的i::電壓？均可ϋ使電壓控制器25將電壓區間11 I犯圍切換至預定的較低範圍内。 邏：L僅广：τ f術：具體實施例’其中以操作模式控制 於栌幸）產生沉寂、睡眠與沉寂—或-睡眠信號。由 戒可以多種方式產纟’應知本發明並不以這歧線 作進入-睡眠與進入-沉寂和沉寂-或-睡眠 :旒，俾確保積體電路10已於某一或其它模式下摔 日守’不會在模式間隨意切換。 電壓控制器25 (圖η對應操作模式控制邏輯35 (圖1 產生之控制信號，切換（如降或昇）電壓 壓誌网 # 叮y电& ^間1 1的刼作電 I祀圍。错由降低電壓區間1 1内電晶體的操作電壓範圍， 即可減少電壓區間n内的漏電流。在此具體實施例中，切

川838 五、發明說明（7) 、電壓區間1 1的操作電壓範圍的同時，電壓區間1 2内之次 音，的操作電壓範圍大致維持不變。然而應知在另一具體 知例中’電麼區間〗2之操作電壓範圍亦可改變（如降或 丹）〇 1 Π +換電^區間丨1的操作電壓範圍的效應之一為積體電路 電塵區間11所提供之信號相對於電壓區間1 2變得邏 不，確。參閱圖2，示例為依本發明之具體實施例所提 仏之“號如何變得邏輯不明確。 ^正常操作下之供電壓設定為3 3伏⑴，但應知此僅 雷懕：ί用’本發明之範疇並不以任何方式限制在此特定 3 3俠r準#。如此一來，此例中所有信號之電壓位準理想為 .3伙Ua邏輯"P )或〇伏（指邏輯"〇，，）。但已知至 :些積體電路内產生之信號’會因寄生狀況而於位準間變 :上不如圖2中的括弧40 )。為考量這 :電壓位準範圍如3.H.3伏，則此信號可 ㈡所， 反之即為邏輯” 〇 ” 。 科丄 在，2所示具體實施例中，電壓區間丨丨内電晶體 電壓範圍可變，例如，使得電晶體提供之電壓位準在、 ΓΓ^τίΐ! (^"U1) > ο.β伙可表邏輯"（Γ。但電壓區間12内電晶體的操 圍可能不變，並維持在0-3. 3伏。因此，在某此乾 =區間12的操作電壓上限至少為電壓區間以下， 限的兩倍。 1妹作電壓上 在這些狀況下’電壓區間12内之線路可能無法解析源自

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電壓區間11的信號電壓位準，區分邏輯"〗"與邏輯" f :其至，少,部份係歸因於，來自電a區間11之信號，整個 ^ =邏輯"0"的電壓位準範圍較電壓區間〗2之 =括弧則為大。如此—來，在電麼請丨的/作t ::改料，電壓區間12内之電晶體及次線路即可能益法 準確地譯讀源自電壓區間1 1之邏輯信號。 …、 明：使源自ί壓區間11的信號相對於電壓區間1 2為邏輯不 械可將故些信號同閘，使其相對於電壓區間1 2維持定 ϊ二隨時禁止源自電壓區間u的信號輸至電 明：：广：道無邏輯位準之改變。此舉可避免邏輯不 』確：仏唬導致電壓區間12内，非所欲或無法預期的效 ίι。二圖本發明之另一具體實施例，源自電壓區 ? I (標示如核心vcc邏輯）可與沉寂—或—睡眠俨 :二】僅Ϊ果這些信號相對於電壓區間12即為可知狀態' 匕舉不僅降低電壓區間12 (標示如墊輸出邏輯） 曰 =就誤譯風險，φ可維持這些信號在靜態位準。即^ h處於邏輯不明確狀態，其更可減少漏電流。 。 另作J ^區巧11中將信號同閘，當積體電路10值此 =之ίΐ 確保可攜式裝置内，任何輪至其它積體 電路之k唬，；j;致改變此模式下之積體電路1〇。 、 作示’亦期加裝閃60，俾於切換電壓區間11的摔 圍：；儲存來自電壓區間11之信號的最終有么 輯值其盈處在於使得電壓區間12内的電晶體或線路，可

513838 五、發明說明（9) "~囑 · 採用來自電壓區間丨丨之信號的最終有效邏輯值繼續運作。 亦可選擇在切換電壓區間丨丨的操作電壓範圍時（如低值 )’將源自電壓區間1 2或其所供給之信號，與電壓區間i i 同閘。如圖4所示，電壓區間丨2所供給之信號（墊輸入邏 輯），亦可與 >儿寂—或—睡眠信號同閘。結果電壓區間1 2所 供給之信號，即為與電壓區間丨丨内的電晶體或邏輯線路 (標不如核心Vcc邏輯）有關之已知常數電壓值。此舉期 可降低電壓區間11内線路遺失其值之風險。 如圖3所不’所有由操作模式控制邏輯3 5 (圖1 )產生之 信號可與清醒信號同閘。此信號可用以取消或否定信號， 使得積體電路10返回正常運作。如圖丨所示，可由清醒線 路36供給清醒信號。清醒線路36可依外部來源供給之中斷 信號供給清醒信號。在另一具體實施例中，清醒線路⑽產 $清=號丽，會先以一預定延遲期等待，俾在電壓區間 11的刼作電壓犯圍回復至其典型範圍前，給予部份積體電 :10:外的時間。例如，可期在產生清醒信 化積體電路10的PLL。 丹丨J / 至此應可了解本發明所提供夕古 損。在其它物件中，本發明利備之能量耗 得以獲得改善。利用軟體指令圍，f得能量耗損 省電。 便侍積體電路具更大效能，且更 513838 五、發明說明（ίο) 縱使已於此處闡示與描述本發明的某些特性，諸多修 正、置換、變更與同等品均可由熟悉此技藝者為之。因 此，可知附錄之專利申請範圍，係欲涵蓋所有不逾越本發 明之精神之此類修正及變更。

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Claims (1)

1. 513838 六、申請專利範圍 1. 一種切換 該方法包括： 至少部份積體電路之操作電壓範 圍之方法 產生第一控制信號；以及 控制彳s號’切換第 回應 圍，使 之第二 2 ·如 間產生 換時間 時，第 3 ·如 產生， 元。 4. 如 第二電 將至 操作電 電壓信 5. 如 產生， 一控制 6. 如 控制器 以電壓 於該第 得來自 電壓區 申請專 第二控 ，以及 二電壓 申請專 包括執 申請專 壓區間 少複數 壓範圍 號之電 申請專 包括對 信號。 申請專 ，以及 控制器 第-電麼區間之電壓信作電壓範 間之操作電壓範圍有關^ ^與積體電路 u ’關之不明確邏輯值。 利範圍第1項之方法，更包括在第一電壓區 制信號，俾指示第一區卩a11 y 電 區 甘士 —够+ r 間之知作電壓範圍切 J中在第一電壓區間之操作電壓範圍切換 區間之操作電壓範圍大致維持定值。 利ί Ξ ί2項之方法，#中第二控制信號之 仃軟體指令，設定積體電路中暫存器之位 利範圍第1項之方法，其中積體電路包括在 中之複數個信號墊，且本方法更包括： 個信號墊之一同閘，使得在第一電壓區間之 切換時，由至少複數個信號墊之一所供給之 壓大致為定值。 · 利乾圍第2項之方法，其中第一控制信號之 應於第一控制信號，產生第二電壓區間之第 利範圍第1項之方法，其中積體電路具電壓 第一電麼區間之操作電壓範圍之切換，包括 來切換積體電路中，第一電壓區間之操作電

   513838 —一·丨_ 六、申請專利範圍 壓範圍。 7·如申請專利範圍第】項之 壓區間產生之電壓信號之一逝.，更包括至少將第一電 至少，信號供至第二電屋控制信號同閉，並將該 更包括至少將第二電 "制信號同閘，並將該 更包括在幾乎與第一 8. 如申請專利範圍第L項之方\間。 壓區間產生之電壓信號之一與 至>、一電壓信號供至第一電 9. 如申請專利範圍第〗項之方£間 控制信號產生的同日寺，終止指令法，更J 10. 如申請專利範圍第1項之方;J執仃。 產生清醒信號； / ，更包括： 取消第一控制信號，·以及 切換第一區間之操作電壓範 第一電壓區間，與第二電壓區=丄使得積體電路中，來自 明確性。 ㈤有關之電壓信號，具邏輯 11 ·如申請專利範圍第丨項之 操作電壓範圍之切換，包括降=，其中第一電壓區間之 範圍，使得第二電壓區間之雷％ 一電壓區間之操作電壓 壓區間之電源電壓位準的兩倍7、、壓位準，至少為第一電 12. —種積體電路之運作方法，該方法包括： 終止積體電路之第一電壓區間中指令之 產生積體電路之第一電壓© a 產生積體電路之第二= : 式控制信號； 及 电& ^間的刼作模式狀態信號；以

   第16頁 、申請專利範圍 :對於第二電壓區間之操作電壓範一 間之知作電壓範圍。 &第 電壓區 1 3 ·如申請專利範 範圍，包括降#笛 、方法，其中降低操作電壓 些電壓信號邏輯不明確。 ’關之第電壓區間的一 1 產4·生V請專利範圍第12項之方法，更包括： 壓範圍.區2之凊醒#號；提高第一電壓區間之摔作f 指；圍’以及重新開始積體電路中，卜電壓區；::: 1【如申請專利範圍第12項之方法，更包括： 將原自第一電壓區間之第_ 信號同閘，使得第_ ，' I §號與操作模式狀態 以及 于第組電M 奴電壓位準大致為定值； 信第區:01;ί二組電壓信號與操作模式狀離 16.:種:件二電壓信號之 令，5 3 2取儲存媒介，其中儲有可由處理器執行之指 電‘;始操作電壓範圍之切換，俾相對於第- 理11中第—電壓區間之操作電壓範^了 令，使得Λ Λ圍第Γ項之物件，其中更可調整該指 先由處一電壓區間之操作電壓範圍前， i 8心战崙終止執行指令。

   8.如申請專利範圍第16項之物件，其中更可調整該指 513838 申請專利範圍 ------- 令 ，使得處理器自處理器之暫存器讀取— 處理器之操作模式。 匕輯值，俾扣示 19. 一種積體電路，其第一部份具第—操 第二部份具第二操作電壓範圍，該積體電路乍包電括圍， 適於指示積體電路之操作模式之線路：以及 與積體電路的第一部份耦合之電壓柝 控制器適於切換積體電路第一部份^雷^二中該電壓 卜份之操作電壓範圍小於積體以電=圍；使得 壓範圍。 弟一部伤之操作電 。。、2〇.如申請專利範圍第19項之積體電 态更適於切換積體電路第一部份之操 〃 ’、堅控制 二部份之操作電壓至少為積體電路第：：：範1，使得第 圍的兩倍。 4伤之操作電壓範 口口 21 ·如申請專利範圍第丨9項之積 二;適於切換積體電路第一部份之操其/電壓控制 ^電路第二部份之操作電壓範圍有、壓^圍，使得與 不明確。 關之電壓信號的邏輯 •如申凊專利範圍第丨9項之積體 、於維持積體電路第二部份之’更包括同閘裝 致為定值。 Έ ^ ^號之電壓位準大 23·如申請專利範圍第19項之積體 ^適於維持積體電路第一部份之電電路」更包括同閘襄 致為疋值。 電堡^號之電壓位準大